DNSとは何か？

DNS
著者:

ブラウザにアドレスを入力するたびに、ほとんどの人が気づかないことが裏側で起きています。コンピュータは「google.com」がどこにあるかを知りません。142.250.74.46のような数字の羅列であるIPアドレスしか理解できないのです。DNSはその翻訳を行うシステムです。これがなければ、ウェブを閲覧するだけで何十ものIPアドレスを暗記しなければなりません。

世界規模の分散型ディレクトリ

DNSはDomain Name System（ドメインネームシステム）の略です。人間が読めるドメイン名と、機械が読めるIPアドレスを対応させる階層的なシステムです。「wikipedia.org」と入力すると、ブラウザがページを読み込み始める前に、対応するIPアドレスを見つけるためのDNSクエリが数十ミリ秒以内に即座に送信されます。

DNSが注目すべきなのはそのスケールです。世界中の何千ものサーバーで1日に何十億ものクエリを処理しながら、単一障害点がありません。インターネットで最も重要でありながら、最も目に見えないインフラのひとつです。

DNS解決の仕組み

URLを入力したときに実際に何が起きるかを説明します。

まず、デバイスがローカルキャッシュを確認します。最近そのサイトを訪れていれば、回答がすでに保存されている可能性があります。そうでない場合、クエリはDNSリゾルバーに送られます。通常、NTT、ソフトバンク、KDDIなどのプロバイダが提供するリゾルバー、またはGoogle（8.8.8.8）やCloudflare（1.1.1.1）のようなサードパーティサービスです。

リゾルバーにキャッシュされた回答がない場合、ルートサーバーに問い合わせます。世界には13のルートサーバークラスターがあり、ICANN、Verisign、WIDE Projectなどの組織が運営しています。ルートサーバーは「.com」「.jp」「.org」などのTLDサーバー（トップレベルドメイン）を示します。そのTLDサーバーが、サイトの実際のDNSレコードを保持するドメインの権威ネームサーバーを指示します。

この一連の処理は通常20〜120ミリ秒かかります。回答は各ステップでキャッシュされ、将来のクエリを高速化します。

DNSレコードの種類

ドメインは単一のIPアドレスに解決されるだけではありません。用途に応じて複数の種類のレコードを持つことができます。

  • A：ドメイン名をIPv4アドレスに対応させる（例：example.comを93.184.216.34に）
  • AAAA：IPv6の場合も同様
  • CNAME：別のドメイン名を指すエイリアス（www.example.comをexample.comに）
  • MX：ドメインのメールサーバーを示す。このレコードがないとメールが届かない
  • TXT：フリーテキスト。ドメイン確認（Google Search Console、SPF、DKIM）などに使用
  • NS：ドメインに対して権威を持つDNSサーバーを示す
  • TTL：Time To Live（生存時間）。回答をキャッシュできる時間を秒単位で表す

DNSが問題を起こすとき

表示されないサイトが必ずしもダウンしているとは限りません。DNSの問題であることが多いです。最もよくある原因を挙げます。

  • ホスティング移行後にTTLが高すぎる：古いIPアドレスが何時間もキャッシュに残り、場合によっては24〜48時間続くことも
  • プロバイダのリゾルバーが遅いまたは障害中：1.1.1.1（Cloudflare）や8.8.8.8（Google）に変更するとすぐに解決することが多い
  • DNSスプーフィング（DNSキャッシュポイズニング）：攻撃者がDNS回答を操作し、偽サイトに誘導する。これがDNSSECが開発された理由

WindowsでDNS問題を診断するには、nslookup example.comコマンドで現在のリゾルバーの回答を確認できます。LinuxとmacOSではdig example.comがより詳細で、応答時間と問い合わせたサーバーも表示されます。

DNSとプライバシー

デフォルトでは、DNSクエリはネットワーク上を平文で送信されます。プロバイダや、デバイスとリゾルバーの間にいる誰もが、あなたがどのサイトを訪れているかを確認できます。ほとんどの人が気づいていない重大なプライバシーの漏洩です。

これらのクエリを暗号化するプロトコルが2つあります。DNS over HTTPS（DoH）とDNS over TLS（DoT）です。どちらもDNSクエリを暗号化された接続でラップします。Firefoxは2019年からデフォルトでDoHを有効にしており、Windows 11はDoTをネイティブでサポートしています。Cloudflare（1.1.1.1）、NextDNS、Quad9はいずれも両プロトコルに対応したリゾルバーを提供しています。

DNSリゾルバーを1.1.1.1（Cloudflare）または9.9.9.9（Quad9）に変更することは、ブラウジングの速度とプライバシーの両方を改善するために行える最も簡単な変更のひとつです。2分で完了し、費用もかかりません。